喬偉 賈抗震 李子宇 姜海鵬 岳毅

（長(zhǎng)城汽車股份有限公司技術(shù)中心；河北省汽車工程技術(shù)研究中心）

2014—2015年，國(guó)家工業(yè)和信息化部、環(huán)境保護(hù)部及國(guó)家認(rèn)監(jiān)委相繼發(fā)布公告，對(duì)有害物質(zhì)使用和可回收利用率進(jìn)行產(chǎn)品準(zhǔn)入管理，意味著汽車企業(yè)必須對(duì)公告車型進(jìn)行回收利用率計(jì)算和申報(bào)，如果不合規(guī)，汽車企業(yè)將面臨無法上市銷售的局面，嚴(yán)重影響新車上市。因此，為保證產(chǎn)品如期獲得認(rèn)證，建立正確合理的方法以及應(yīng)用合適工具在短時(shí)間進(jìn)行整車的可再利用率和可回收利用率計(jì)算至關(guān)重要。文章主要針對(duì)回收利用率計(jì)算，建立了一套標(biāo)準(zhǔn)化流程與合規(guī)模型，為認(rèn)證及數(shù)據(jù)管理奠定基礎(chǔ)。

1 回收利用率計(jì)算方法

近年來，全球汽車生產(chǎn)企業(yè)為了滿足汽車產(chǎn)品回收利用率準(zhǔn)入要求，通常采用3種方式進(jìn)行整車材料的回收利用率計(jì)算[1]。

1.1 人為手工Excel計(jì)算

通常以車型BOM（即產(chǎn)品明細(xì)或物料清單）表為基礎(chǔ)，通過查詢零部件的圖紙、數(shù)模，統(tǒng)計(jì)主要材料和質(zhì)量，并形成匯總表。然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)VDA 232-106或車用材料可再利用性和可回收利用性通用判定指南，人為對(duì)零件和材料進(jìn)行判定，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19515—2015《道路車輛可再利用率和可回收利用率計(jì)算方法》[2]進(jìn)行分類、統(tǒng)計(jì)各回收階段材料的質(zhì)量，從而計(jì)算出整車的可再利用率和可回收利用率。

這種方式雖然可完成回收利用率計(jì)算，但需要查詢所有零部件的圖紙，統(tǒng)計(jì)量大，效率低，并且零部件的材料、質(zhì)量來源于設(shè)計(jì)狀態(tài)，與實(shí)際質(zhì)量有相當(dāng)大的誤差，且部件實(shí)際結(jié)構(gòu)及用材不明確，可能導(dǎo)致最終的回收利用率值誤差很大，因此，此方法不可取。

1.2 實(shí)車拆解計(jì)算

通過對(duì)整車進(jìn)行拆解，對(duì)每個(gè)零件進(jìn)行分類、統(tǒng)計(jì)并稱重，同時(shí)采用相關(guān)的檢測(cè)儀器分析零件的主要材料成分，統(tǒng)計(jì)整車零部件材料質(zhì)量清單，基于清單的材料進(jìn)行零件和材料的可回收性判定，最后計(jì)算回收利用率。

這種方法雖然也可以計(jì)算出整車的可再利用率和可回收利用率。但是要求對(duì)實(shí)車進(jìn)行拆解、需投資檢測(cè)設(shè)備或委外檢測(cè)，成本高，需要投入大量人力財(cái)力，短期內(nèi)難以完成，且拆解后，零件BOM與材料匹配會(huì)非常繁瑣。因此，此方法也不可取。

1.3 信息化系統(tǒng)計(jì)算

汽車生產(chǎn)企業(yè)采用材料合規(guī)系統(tǒng)，將標(biāo)準(zhǔn)化的計(jì)算公式和模板內(nèi)嵌到系統(tǒng)中，并導(dǎo)入整車BOM數(shù)據(jù)后進(jìn)行計(jì)算；供應(yīng)商通過中國(guó)汽車材料數(shù)據(jù)系統(tǒng)（CAMDS）或者國(guó)際材料數(shù)據(jù)系統(tǒng)（IMDS）向汽車生產(chǎn)企業(yè)在線申報(bào)提交零件的材料數(shù)據(jù)表（MDS），MDS包含零件的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、材料成分及比例、禁限用物質(zhì)、豁免情況以及其成分可追溯到物質(zhì)級(jí)別的信息；然后汽車生產(chǎn)企業(yè)材料工程師將MDS導(dǎo)入本企業(yè)內(nèi)的材料數(shù)據(jù)計(jì)算系統(tǒng)，系統(tǒng)依據(jù)零件或材料可回收性判定準(zhǔn)則進(jìn)行回收屬性判定，最后系統(tǒng)計(jì)算整車可再利用率和可回收利用率并輸出相關(guān)材料合規(guī)報(bào)告。

由此可見，這種方式計(jì)算簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)來源準(zhǔn)確，且計(jì)算和數(shù)據(jù)管理流程標(biāo)準(zhǔn)化。雖然一次性投入大，但長(zhǎng)期運(yùn)行成本相對(duì)較低。

因此，從準(zhǔn)確性、周期及標(biāo)準(zhǔn)化等角度綜合考慮，信息化計(jì)算將成為今后國(guó)內(nèi)整車可再利用率和可回收利用率計(jì)算的主流。

2 系統(tǒng)計(jì)算邏輯

2.1 計(jì)算車型的確定

一般而言，汽車生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行新車型的國(guó)內(nèi)或海外認(rèn)證之前，需要在申報(bào)的車型系列中選擇一款回收利用率值最差的車型作為最差車型。以該車型為審核對(duì)象進(jìn)行下一步的認(rèn)證審核和回收利用率計(jì)算。

按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19515—2015《道路車輛可再利用率和可回收利用率計(jì)算方法》中代表車型的選擇要求[2]，選擇代表車型應(yīng)具備但不局限于以下特征：質(zhì)量最小的發(fā)動(dòng)機(jī)、質(zhì)量最小的手動(dòng)變速器、無備輪及真皮配置等。

通過最差車型與研發(fā)配置清單匹配，確定對(duì)應(yīng)車型BOM表，以該車型的BOM明細(xì)為基準(zhǔn)，作為零部件MDS數(shù)據(jù)收集對(duì)象，進(jìn)行回收利用率計(jì)算。

2.2 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)與過程

車輛生產(chǎn)企業(yè)一般在新車獲得公告前，采用國(guó)標(biāo)GB/T 19515—2015《道路車輛可再利用率和可回收利用率計(jì)算方法》規(guī)定方法，進(jìn)行可再利用率和可回收利用率的計(jì)算[2]。

式中：Rcyc——新車中零部件或材料能被再利用或再使用的部分占車輛質(zhì)量的百分比；

Rcov——新車中零部件或材料能被回收利用或再使用的部分占車輛質(zhì)量的百分比；

mP——預(yù)處理階段，材料（所有液體、電池、機(jī)油濾清器、液化石油氣、壓縮天然氣、輪胎及催化轉(zhuǎn)化器）的總質(zhì)量，kg；

mD——拆解階段，認(rèn)為具有可拆解性和可回收利用性的零部件總質(zhì)量，kg；

mM——金屬分離階段，金屬材料的質(zhì)量，kg；

mTr——非金屬殘余物處理階段，根據(jù)已獲驗(yàn)證的再利用技術(shù)被認(rèn)為是可再利用的非金屬殘余物（聚合物、橡膠和其他經(jīng)過改良的有機(jī)天然材料等）的總質(zhì)量，kg；

mTe——非金屬殘余物處理階段，確定了mP，mD，mM，mTr后，被認(rèn)為可進(jìn)行能量回收的材料質(zhì)量，kg。

其中，mD的可拆解性因素包括可接近性、緊固技術(shù)、已獲驗(yàn)證的拆解技術(shù)、零部件材料成分及已獲驗(yàn)證的再利用技術(shù)。針對(duì)材料的回收利用技術(shù)，國(guó)內(nèi)汽車生產(chǎn)企業(yè)主要參考中國(guó)汽車技術(shù)研究中心發(fā)布的《車用材料可再利用性和可回收利用性通用判定指南》。

3 系統(tǒng)框架模型的建立

為實(shí)現(xiàn)道路車輛的可再利用率及可回收利用率的計(jì)算，滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)法規(guī)準(zhǔn)入要求，不僅需由全供應(yīng)鏈供應(yīng)商在第三方數(shù)據(jù)平臺(tái)（如CAMDS系統(tǒng)或IMDS系統(tǒng)）上如實(shí)填報(bào)零部件材料數(shù)據(jù)，而且也需要由企業(yè)搭建與內(nèi)部材料計(jì)算系統(tǒng)的接口。

3.1 系統(tǒng)總體框架

信息化系統(tǒng)的總體框架，如圖1所示，企業(yè)的材料合規(guī)系統(tǒng)可由企業(yè)自行開發(fā)或購買第三方成熟的產(chǎn)品，并集成本企業(yè)的BOM系統(tǒng)。開發(fā)材料數(shù)據(jù)計(jì)算系統(tǒng)與外部CAMDS或IMDS系統(tǒng)信息交互接口程序，然后通過接口接收、處理來自供應(yīng)商的材料數(shù)據(jù)，匹配本地產(chǎn)品BOM，最后進(jìn)行可再利用率及可回收利用率的計(jì)算和各項(xiàng)回收表單出具。

3.2 CAMDS系統(tǒng)

CAMDS系統(tǒng)幫助汽車行業(yè)對(duì)供應(yīng)鏈中各個(gè)環(huán)節(jié)和各級(jí)產(chǎn)品進(jìn)行信息化管理。

原材料及各層級(jí)零部件供應(yīng)商可借助該系統(tǒng)進(jìn)行平臺(tái)化申報(bào)，同時(shí)該系統(tǒng)幫助汽車主機(jī)廠收集全產(chǎn)業(yè)鏈的材料數(shù)據(jù)信息及監(jiān)控有害物質(zhì)的使用情況，從而降低供應(yīng)商的申報(bào)工作量、提高數(shù)據(jù)申報(bào)質(zhì)量和準(zhǔn)確性。

國(guó)內(nèi)汽車供應(yīng)鏈相關(guān)方使用該系統(tǒng)進(jìn)行材料數(shù)據(jù)收集是未來的趨勢(shì)，也是國(guó)內(nèi)法規(guī)的潛在要求。

3.3 接口程序功能

企業(yè)通過接口程序可以在本地實(shí)現(xiàn)在線下載各一級(jí)供應(yīng)商創(chuàng)建和提交的MDS表單，查看、批準(zhǔn)和拒絕MDS表單，并實(shí)行內(nèi)外部系統(tǒng)信息交互。

另外，接口程序還提供下載校驗(yàn)、MDS報(bào)表統(tǒng)計(jì)分析、跟蹤及提交MDS提醒等功能。

3.4 材料合規(guī)系統(tǒng)功能

一般而言，一輛汽車含有的零部件多達(dá)數(shù)萬件，零部件材料涉及鋼鐵、塑料、橡膠、玻璃、紡織品、有色金屬、電子產(chǎn)品和各種化工產(chǎn)品等，且汽車產(chǎn)品配置也比較多，采用人工管理、監(jiān)控并計(jì)算回收利用率難度大。

為有效管理、監(jiān)控整車所有配置的零部件的用材信息、有害物質(zhì)信息及法規(guī)符合情況，出具整車回收利用率結(jié)果，并在零部件設(shè)變過程中進(jìn)行信息的有效傳遞和更新，運(yùn)用信息化系統(tǒng)開展工作顯得尤為重要，該信息化系統(tǒng)需要具備以下功能。

1）企業(yè)內(nèi)部BOM系統(tǒng)集成，便于車型BOM的輸入。同時(shí)，可將材料數(shù)據(jù)計(jì)算系統(tǒng)輸出的回收利用率結(jié)果、禁限用物質(zhì)符合性等信息通過內(nèi)部接口反饋到BOM管理系統(tǒng)中，方便設(shè)計(jì)人員查看。

2）和CAMDS系統(tǒng)或IMDS系統(tǒng)建立接口程序，自動(dòng)批量或?qū)μ囟▽?duì)象下載供應(yīng)商申報(bào)的零部件材料數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)在線多層級(jí)審批，并將結(jié)果同步到CAMDS系統(tǒng)，數(shù)據(jù)被批準(zhǔn)后自動(dòng)掛接到本地系統(tǒng)BOM零部件上，以備后期計(jì)算及審核使用。

3）回收利用率計(jì)算模塊，導(dǎo)入GB/T 19515—2015計(jì)算邏輯，計(jì)算整車回收利用率，出具標(biāo)準(zhǔn)中各項(xiàng)表單，如 mP，mD，mM，mTr，mTe等。

4）有害物質(zhì)法規(guī)分析模塊，包括ELV（報(bào)廢汽車回收指令）、RoHS（危害性物質(zhì)限制指令）、GADSL（全球汽車申報(bào)物質(zhì)清單）、GB/T 30512—2014及澳大利亞、北美等禁限用物質(zhì)和回收利用法規(guī)要求，通過設(shè)置有害物質(zhì)管控種類、限值及豁免等預(yù)警條件，實(shí)時(shí)監(jiān)控零部件及材料的法規(guī)符合性狀態(tài)。

5）報(bào)表輸出模塊，根據(jù)歐盟和國(guó)內(nèi)公告及CCC要求，輸出整車有害物質(zhì)分布清單、豁免零部件清單及高風(fēng)險(xiǎn)部件清單等。

6）文檔管理模塊，根據(jù)供應(yīng)商生產(chǎn)件批準(zhǔn)程序（PPAP）階段提交的有害物質(zhì)符合性證明文件，如檢測(cè)報(bào)告、承諾書等文檔，通過上傳到本地系統(tǒng)，并進(jìn)行在線審批，實(shí)現(xiàn)與BOM零部件進(jìn)行關(guān)聯(lián)，方便后期認(rèn)證審核與查詢。

7）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊，主要用于系統(tǒng)后臺(tái)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的不定期維護(hù)（增加、刪除及修改），系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括供應(yīng)商信息表、基本材料庫及基本物質(zhì)庫，如GADSL及法規(guī)豁免清單等。

8）BOM數(shù)據(jù)管理模塊，主要用于維護(hù)BOM樹結(jié)構(gòu)及維護(hù)BOM各層次零部件的基本信息，可與BOM系統(tǒng)對(duì)接，實(shí)時(shí)更新材料數(shù)據(jù)系統(tǒng)BOM信息，也可以手工錄入整車BOM。

9）系統(tǒng)管理模塊，管理系統(tǒng)日志、用戶及用戶角色與權(quán)限、內(nèi)部信息交流反饋等。

10）其他功能，利用材料合規(guī)系統(tǒng)可集成開發(fā)整車VOC管理、整車材料（含金屬、非金屬及化工涂料等）維護(hù)等功能模塊，實(shí)現(xiàn)材料知識(shí)重復(fù)利用。

4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集與處理流程

企業(yè)的材料合規(guī)系統(tǒng)經(jīng)過4個(gè)步驟完成對(duì)可再利用率和可回收利用率的計(jì)算。

1）上傳整車BOM明細(xì)至系統(tǒng)完成新車型導(dǎo)入，系統(tǒng)自動(dòng)生成供應(yīng)商需填報(bào)的零部件MDS表單后發(fā)送給供應(yīng)商；

2）供應(yīng)商通過CAMDS系統(tǒng)填報(bào)零部件MDS并發(fā)送給主機(jī)廠，主機(jī)廠人員檢查、統(tǒng)計(jì)供應(yīng)商填報(bào)的零部件MDS、自制零部件材料信息及所有輔料（如油液等）信息，經(jīng)審核無誤導(dǎo)入系統(tǒng)；

3）系統(tǒng)檢查BOM樹結(jié)構(gòu)所需零部件材料及質(zhì)量等信息是否完整與準(zhǔn)確；

4）按照GB/T 19515—2015標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的原則和方法，將零部件或材料分為預(yù)處理階段、拆解階段、金屬分離階段及非金屬殘余物處理階段后進(jìn)行可再利用率和可回收利用率的計(jì)算。

5 結(jié)論

文章所開發(fā)應(yīng)用的系統(tǒng)在企業(yè)的測(cè)試與應(yīng)用中，能夠滿足整車的可回收利用率計(jì)算、有害物質(zhì)預(yù)警及認(rèn)證參數(shù)申報(bào)等，為企業(yè)的回收利用率合規(guī)提供了依據(jù)，并形成了知識(shí)沉淀。同時(shí)得出，在計(jì)算某款車型可再利用率和可回收利用率前，需要注意：1）產(chǎn)品BOM作為可再利用率和可回收利用率計(jì)算和供應(yīng)商數(shù)據(jù)收集的源頭和結(jié)構(gòu)，需要保證BOM的準(zhǔn)確性；2）健全材料數(shù)據(jù)審核規(guī)則和流程，確保計(jì)算來源的準(zhǔn)確性；3）材料的可拆解性和回收性影響整車的回收利用率，因此需要充分考慮各材料的可回收技術(shù)。